Чому Пізанська вежа досі не впала?

У 1990 році в Пізу на запрошення уряду Італії прибули провідні інженери, щоб стабілізувати знамениту Пізанську вежу. Протягом 800-річної історії вежі було зроблено чимало спроб випрямити конструкцію, але на цей раз, згідно з отриманими результатами комп'ютерного моделювання, ситуація виявилася критичною. За прогнозами вежа повинна була впасти, коли кут нахилу досягне 5,44°, а на той момент кут вже становив 5,5°! Невідомо, чому вежа досі не впала, але ясно було одне: ситуація надзвичайна, і завдання, яке заводило у глухий кут інженерів протягом багатьох століть, на цей раз довелося вирішувати негайно.

Щоб зрозуміти складність ситуації, перш за все варто розібратися, чому вежа нахилилася. У XII столітті володарі процвітаючої морської держави - Пізанської республіки - вирішили побудувати на соборній площі видатний архітектурний шедевр. Зодчі прикрасили вигляд храму, що там стояв і істотно розширили його розміри, а на площі звели масивний баптистерій, що завершувався куполом. У 1173 році почалися роботи з будівництва окремої кампаніли, або дзвіниці.

Інженери і архітектори того часу були справжніми майстрами своєї справи. Але при всіх своїх досягненнях в області інженерного мистецтва їхні знання в геології були надзвичайно мізерними. Назва Пізи походить від грецького слова «заболочене місце», що дуже точно описує ґрунт тієї місцевості, що є поєднанням глини, мулу і мокрого піску. Інженерним рішенням древніх римлян при будівництві в подібних геологічних умовах було зведення масивних кам'яних колон, або паль, на стійких пластах корінних порід. Однак архітектори, які проектували дзвонову вежу, порахували, що для такої відносно невисокої споруди буде досить і триметрового фундаменту. Але на жаль, не минуло й п'яти років, як південна сторона вежі пішла під землю.

За інших обставин таке зміщення основи могло привести до фатальних наслідків. Якби вага конструкції збільшилася, в результаті тиску верхніх поверхів вежа б просіла і від постійного крену в кінці кінців впала б. Однак Піза загрузла в затяжній війні, і будівництво четвертого ярусу призупинилося майже на сто років. За цей час ґрунт ущільнився, і, коли 1272 року відновилося будівництво вежі, пласт ґрунту в основі конструкції виявився вже більш міцним.

Під керівництвом архітектора Джованні ді Сімоне будівельники компенсували невеликий нахил вежі, зробивши більш високими стелі декількох наступних ярусів на південній стороні будівлі. Однак від ваги нової кладки конструкція просіла ще глибше. І коли завершилися роботи з будівництва сьомого ярусу і дзвіниці, кут нахилу вежі склав 1,6°.

Протягом багатьох століть інженери намагалися випрямити нахил. Щоб допомогти їм краще вивчити проблему, в 1838 році біля основи башти прорили траншею. Однак, прибравши опорний піщаний пласт, будівельники лише погіршили становище. У 1935 році за рішенням Італійської гільдії інженерів в основу башти залили будівельний розчин. Але, як виявилося, розчин був залитий нерівномірно, і вежа знову різко просіла.

В результаті невдалих спроб випрямити кут нахилу і через безперервні просідання підстави над пам'ятником нависла загроза обвалення. Не володіючи точними знаннями про склад ґрунту, інженери не могли розрахувати граничний кут нахилу, при якому вежа повинна була впасти, так само як не могли запобігти її падінню.

Після Другої світової війни дослідним шляхом вченим нарешті вдалося заповнити відсутні знання. У 1970-ті роки вони змогли розрахувати центр ваги падаючої вежі. Озброївшись новими знаннями і можливостями комп'ютерних технологій, інженери розрахували щільність ґрунту, траєкторію падіння вежі і точний обсяг землі, який необхідно було викопати, щоб вежа встояла.

У 1992 році будівельники прорили діагональні тунелі і витягли з-під північного боку вежі 38 кубічних метрів ґрунту. Потім за допомогою 600 тонн свинцевих брусків тимчасово врівноважили конструкцію і за допомогою сталевих тросів нарешті закріпили основу. І ось минуло понад шість століть з моменту закінчення будівництва вежі і конструкцію вдалося випрямити. Тепер кут нахилу вежі становить 4°. Ніхто не хотів, щоб вежа впала, але ніхто також не захотів, щоб цей архітектурний пам'ятник втратив свою унікальність.

Пізанська вежа продовжує підніматися на 55-56 метрів. І вона повинна ще простояти мінімум років 300 як пам'ятник красі недосконалості.

---

© знайдено в мережі